Dạng bài : Kim loại tác dụng với dung dịch muối

A. Tổng quan kiến thức và phương pháp giải bài tập

PTTQ:

Kim loại + muối muối mới + kim loại mới

Điều kiện:

• Kim loại : là kim loại từ Mg trở xuống trong dãy hoạt động hóa học và mạnh hơn kim loại trong muối.

• Muối: muối tham gia phải tan.

Ví dụ:

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

Chú ý: Khi Fe tác dụng với dung dịch AgNO₃

Nấc 1: Fe + 2AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + 2Ag

Nấc 2: Fe(NO₃)₂ + AgNO₃ → Fe(NO₃)₃ + Ag

1. Một kim loại tác dụng với một muối

Dữ kiện cho: khối lượng lá kim loại tăng hay giảm m (g):

Phương pháp giải.

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH xảy ra.
• Bước 3: Đặt số mol của KL tham gia phản ứng là x. Tìm tỉ lệ số mol của các chất tham gia, các chất tạo thành theo x.
• Bước 4. Tính khối lượng m_tăng hoặc m_giảm theo x,

Khối lượng lá kim loại tăng lên so với trước khi nhúng:

m_{KL bám vào} – m_{KL tan ra}  = m_tăng

Khối lượng lá kim loại giảm so với trước khi nhúng:

m_{KL tan ra} – m_{KL bám vào} = m_giảm

• Bước 5. Tính x, , rồi tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

Ví dụ1 : Ngâm một đinh sắt trong 200ml dung dịch CuSO₄. Sau khi phản ứng kết thức lấy đinh sắt ra khỏi dung dịch rửa nhẹ , làm khô thấy khối lượng đinh sắt tăng thêm 1,6 g. Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO₄ ban đầu?

Gọi số mol Fe phản ứng là x (mol)

PTHH: Fe   +  CuSO₄ →   FeSO₄ + Cu

Tỉ lệ:     1                1              1             1

P/ư:        x               x               x            x

Theo bài ra:

m_{Cu bám} – m_{Fe tan} = m_{Fe đinh sắt tăng}

<=> 64x – 56x = 1,6 => x = 0,2 mol  => nCuSO₄ = 0,2 (mol)

Nồng độ mol dung dịch CuSO₄ : C_M = $\frac{n}{V} = \frac{0,2}{0,2} = 1$ (M)

2. Hai kim loại tác dụng với một muối

Thứ tự phản ứng: Kim loại mạnh nhất phản ứng trước rồi đến kim loại yếu hơn.

Dữ kiện cho: Số mol KL và số mol dung dịch muối.

Phương pháp giải

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH xảy ra lần lượt ( KL mạnh nhất => kim loại yếu hơn)
• Bước 3: Xác định số mol của các chất sau phản ứng (1), sau đó xét phản ứng ứng (2).
• Bước 4: Xác định số mol của các chất sau 2 phản ứng , rồi tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

Ví dụ 2: Cho hỗn hợp A có 0,1 mol Ag; 0,1 mol Mg; 0,2 mol Fe phản ứng hoàn toàn với 100 ml dung dich CuSO₄ 1,5M . Sau phản ứng tạo ra chất rắn B có khối lượng m gam. Xác định giá trị của m.

Ta có : nCuSO₄ = 0,1.1,5 = 0,15 (mol)

PTHH:

        Mg   +   CuSO₄ → MgSO₄ + Cu   (1)

P/ư 0,1        -> 0,1                      ->0,1

=> Sau phản ứng CuSO₄ còn dư : 0,15 – 0,1 = 0,05 (mol)

              Fe   +   CuSO₄   → FeSO₄   + Cu    (2)
P/ư   0,05<-     0,05             -> 0,05

=> Sau phản ứng Fe còn dư : 0,2 – 0,05 = 0,15 (mol)              

Trong B gồm: Fe , Cu, Ag

nCu = nCu (1) + nCu(2)  = 0,1 + 0,05 = 0,15 (mol)

=> Khối lượng của B = m_Ag +m_Fe  + m_Cu  =0,1.108 +  0,15.56 + 0,15.64   = 28,8 (g)

3. 1 kim loại tác dụng với 2 dung dịch muối.

Thứ tự phản ứng: Kim loại phản ứng với dung dịch muối của kim loại yếu nhất, sau đó đến muối còn lại.

Dữ kiện cho: Số mol KL và số mol 2 dung dịch muối.

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH xảy ra lần lượt ( dung dịch muối của kim loại yếu => kim loại mạnh  hơn)
• Bước 3: Xác định số mol của các chất sau phản ứng (1), sau đó xét phản ứng ứng (2).
• Bước 4: Xác định số mol của các chất sau 2 phản ứng , rồi tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

Ví dụ 3: Cho 8,4 gam Fe vào 1 lít dung dịch A chứa AgNO₃ 0,2M và CuSO₄ 0,1M thu được chất rắn B. Tính khối lượng của B biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Ta có: nFe = $ \frac{8,4}{56}$ = 0,15 (mol)

nAgNO₃ = C_M.V = 1.0,2 = 0,2 (mol)

nCuSO₄ = C_M.V = 1.0,1 = 0,1 (mol)

PTHH:

            Fe    +  2AgNO₃   → Fe(NO₃)₂ + 2Ag     (1)

Có:   0,15         0,2

p/ư   0,1<-        0,2           ->    0,1     ->0,2

Theo PTHH (1) => Số mol tính theo AgNO₃.

=>Sau p/ư Fe còn dư 0,15 – 0,1 = 0,05 (mol)

PTHH: 

          Fe   +   CuSO₄   →     FeSO₄    +    Cu     (2)

Có:   0,05         0,1

p/ư   0,05     -> 0,05           ->    0,05     ->0,05

Sau p/ư (1) và (2) => Chất rắn B gồm : Ag (0,2 mol) ; Cu (0,05 mol)

=> mB = m_Ag + m_Cu = 0,2.108 + 0,05.64 = 24,8 (g)